JPH0763579B2 - 脱湿方法 - Google Patents
脱湿方法Info
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- JPH0763579B2 JPH0763579B2 JP63252756A JP25275688A JPH0763579B2 JP H0763579 B2 JPH0763579 B2 JP H0763579B2 JP 63252756 A JP63252756 A JP 63252756A JP 25275688 A JP25275688 A JP 25275688A JP H0763579 B2 JPH0763579 B2 JP H0763579B2
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- JP
- Japan
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- membrane
- gas
- cmhg
- hollow fiber
- dehumidification
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/58—Other polymers having nitrogen in the main chain, with or without oxygen or carbon only
- B01D71/62—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain
- B01D71/64—Polyimides; Polyamide-imides; Polyester-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水蒸気を含有する気体混合物の脱湿方法に関す
る。詳しくは、本発明は水蒸気を含有する気体混合物
を、特定の条件下で特定の性能を有する中空糸分離膜に
接触さて、同混合物中の水蒸気を分離することによる脱
湿方法に関するものである。
る。詳しくは、本発明は水蒸気を含有する気体混合物
を、特定の条件下で特定の性能を有する中空糸分離膜に
接触さて、同混合物中の水蒸気を分離することによる脱
湿方法に関するものである。
気体、特に、天然ガス、油層上のブランケットガス、ガ
ス／油混合物の分離で得られるガス、及び石油精製にお
いて発生するガス等の炭化水素ガスは脱湿を行なう必要
がある。
ス／油混合物の分離で得られるガス、及び石油精製にお
いて発生するガス等の炭化水素ガスは脱湿を行なう必要
がある。
すなわち、炭化水素ガスにおける水分の存在は、凍結に
よる固体水和物の生成及び炭酸ガス及び／又は硫化水素
の存在下での容器，配管の腐食といった危険性を有する
ため、これらのガスの遠方への輸送、液化等の次工程へ
の供給、或いは、市販等の場合には水分含有を極度に小
さい値とすることが重要である。
よる固体水和物の生成及び炭酸ガス及び／又は硫化水素
の存在下での容器，配管の腐食といった危険性を有する
ため、これらのガスの遠方への輸送、液化等の次工程へ
の供給、或いは、市販等の場合には水分含有を極度に小
さい値とすることが重要である。
従来、気体の脱湿法としては特に冷却による脱湿、グリ
コールとの接触による脱湿、シリカゲルへの吸着による
脱湿等が行なわれているが、これらの方法は大型の装置
及び脱湿のための多大なエネルギーを必要としているた
め、例えばグリコール法脱水装置においては安全性、装
置の重量及び大きさの点で著しくコスト高であるためそ
の使用は特殊な場合のみに限定されている。
コールとの接触による脱湿、シリカゲルへの吸着による
脱湿等が行なわれているが、これらの方法は大型の装置
及び脱湿のための多大なエネルギーを必要としているた
め、例えばグリコール法脱水装置においては安全性、装
置の重量及び大きさの点で著しくコスト高であるためそ
の使用は特殊な場合のみに限定されている。
したがって近年このような吸収法、吸着法等による脱湿
方法に代わるものとして、装置の小型下、軽量化、維持
管理の容易性、安全面からガス分離膜を内蔵するガス分
離モジュールを使用した混合ガスの除湿又は乾燥方法が
提案されている。すなわち、脱湿方法として、 （ａ） 特定の性能を有する高分子膜を用い、ガス分離
膜の透過側を減圧にすることによる混合ガスの脱湿方法
（特開昭54−152679号） （ｂ） 供給ガスの主成分であるメタンガスの透過性が
比較的高く、（QCH4が１×10-5cm3（STP）/cm2,sec,cmH
g以上）かつメタンガスに対する水蒸気の選択性が200〜
400であるガス分離膜を使用して混合ガスを脱湿する方
法（特開昭59−193835号） （ｃ） ガス分離膜の透過側に大量のパージガスを供給
し、透過した水蒸気の分圧を低下させることによる混合
ガスの脱湿方法（特開昭50−2674） （ｄ） ガス分離膜の透過側に混合ガスに対し10容量％
以下の乾燥ガス（水分300ppm以下）をパージさせること
による混合ガスの脱湿方法（特開昭62−42723） などが知られている。
方法に代わるものとして、装置の小型下、軽量化、維持
管理の容易性、安全面からガス分離膜を内蔵するガス分
離モジュールを使用した混合ガスの除湿又は乾燥方法が
提案されている。すなわち、脱湿方法として、 （ａ） 特定の性能を有する高分子膜を用い、ガス分離
膜の透過側を減圧にすることによる混合ガスの脱湿方法
（特開昭54−152679号） （ｂ） 供給ガスの主成分であるメタンガスの透過性が
比較的高く、（QCH4が１×10-5cm3（STP）/cm2,sec,cmH
g以上）かつメタンガスに対する水蒸気の選択性が200〜
400であるガス分離膜を使用して混合ガスを脱湿する方
法（特開昭59−193835号） （ｃ） ガス分離膜の透過側に大量のパージガスを供給
し、透過した水蒸気の分圧を低下させることによる混合
ガスの脱湿方法（特開昭50−2674） （ｄ） ガス分離膜の透過側に混合ガスに対し10容量％
以下の乾燥ガス（水分300ppm以下）をパージさせること
による混合ガスの脱湿方法（特開昭62−42723） などが知られている。
しかしながら、方法（ａ）においては膜の水蒸気透過速
度が小さいために所定量の水分を脱湿するためには透過
側の真空度を高くしなければならず、かつ広大な膜面積
も必要とすることから装置の大型化、高コストを招き現
在までに実用化には至っていない。
度が小さいために所定量の水分を脱湿するためには透過
側の真空度を高くしなければならず、かつ広大な膜面積
も必要とすることから装置の大型化、高コストを招き現
在までに実用化には至っていない。
方法（ｂ）では、この方法に適合するガス分離性能を有
するガス分離膜を製造することが困難であり、又混合ガ
スの主成分である有用なガス（例えばメタン）を多量に
ロスするため有利とは言えない。
するガス分離膜を製造することが困難であり、又混合ガ
スの主成分である有用なガス（例えばメタン）を多量に
ロスするため有利とは言えない。
又、方法（ｃ）では、かなり大量のパージガスを消費
し、方法（ｄ）においても乾燥ガスを製造する必要性か
ら分離膜脱湿装置以外にパージ用乾燥ガスの脱湿装置が
必要であることからやはり有利とは言えない。
し、方法（ｄ）においても乾燥ガスを製造する必要性か
ら分離膜脱湿装置以外にパージ用乾燥ガスの脱湿装置が
必要であることからやはり有利とは言えない。
このように工業的に気体から水蒸気を分離することは、
特に天然ガスの脱湿等において重要であり、分離膜法に
よる脱湿方法は非常に期待されている。しかし、従来の
分離膜プロセスによる脱湿方法では膜の水蒸気透過速度
が小さいため、工業的に用いるには膜面積が著しく大き
く設備が大規模になり、更に混合ガス中の有用な気体の
ロスが大きい等により、既存の膜以外の脱湿プロセスに
比べ、顕著に経済性に優れた方法になり得ずいずれも工
業的に実用化されていない。
特に天然ガスの脱湿等において重要であり、分離膜法に
よる脱湿方法は非常に期待されている。しかし、従来の
分離膜プロセスによる脱湿方法では膜の水蒸気透過速度
が小さいため、工業的に用いるには膜面積が著しく大き
く設備が大規模になり、更に混合ガス中の有用な気体の
ロスが大きい等により、既存の膜以外の脱湿プロセスに
比べ、顕著に経済性に優れた方法になり得ずいずれも工
業的に実用化されていない。
本発明者は前述のような「ガス分離膜を使用する混合ガ
スの脱湿方法」における欠点が解消された実用的な除湿
方法について、鋭意研究した結果、特定の膜性能を有す
る中空糸分離膜を用いて、特定の条件下において工業的
に極めて有利に混合ガス、特に天然ガス中の水分を脱湿
しうることを見い出し、本発明を完成するに至った。
スの脱湿方法」における欠点が解消された実用的な除湿
方法について、鋭意研究した結果、特定の膜性能を有す
る中空糸分離膜を用いて、特定の条件下において工業的
に極めて有利に混合ガス、特に天然ガス中の水分を脱湿
しうることを見い出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明の要旨は、水蒸気を含有する気体から高
分子膜を用いて水蒸気を分離する脱湿方法において、該
高分子膜の水蒸気の透過速度（QH2O）が2.5×10-3cm
3（STP）/cm2,sec,cmHg以上、メタンの透過速度（QC
H4）が１×10-7〜2.5×10-5cm3（STP）/cm2,sec,cmHgか
つ、水蒸気の選択分離性能（QH2O/QCH4）が500以上であ
って、膜の一方である供給側の水蒸気を含有する気体の
圧力が20Kg/cm2以上であり、もう一方の透過側の圧力が
0.5cmHg〜20cmHgに保持されていることを特徴とする脱
湿方法に存する。
分子膜を用いて水蒸気を分離する脱湿方法において、該
高分子膜の水蒸気の透過速度（QH2O）が2.5×10-3cm
3（STP）/cm2,sec,cmHg以上、メタンの透過速度（QC
H4）が１×10-7〜2.5×10-5cm3（STP）/cm2,sec,cmHgか
つ、水蒸気の選択分離性能（QH2O/QCH4）が500以上であ
って、膜の一方である供給側の水蒸気を含有する気体の
圧力が20Kg/cm2以上であり、もう一方の透過側の圧力が
0.5cmHg〜20cmHgに保持されていることを特徴とする脱
湿方法に存する。
以下に本発明を詳しく説明する。
本発明の方法は、優れた水蒸気の選択透過性及び透過速
度を有する高分子膜を使用して、はじめて実用性のある
混合ガスの脱湿方法を実現したものであり、供給側に20
Kg/cm2以上の圧力の水蒸気を含有する原料ガスを流通し
透過側の圧力を0.5〜20cmHgに保持することによって次
の点にすぐれた脱湿方法を提供するものである。
度を有する高分子膜を使用して、はじめて実用性のある
混合ガスの脱湿方法を実現したものであり、供給側に20
Kg/cm2以上の圧力の水蒸気を含有する原料ガスを流通し
透過側の圧力を0.5〜20cmHgに保持することによって次
の点にすぐれた脱湿方法を提供するものである。
（１） 水蒸気の透過量が大きくガス分離装置に内蔵さ
れる分離膜の表面積を小さくすることができ、装置の小
型となりコストが低減される。
れる分離膜の表面積を小さくすることができ、装置の小
型となりコストが低減される。
（２） 好適な水蒸気の選択透過性を有した高分子膜を
有しているので製品（例えばメタン）のロスを著しく低
減できる利点を有している。
有しているので製品（例えばメタン）のロスを著しく低
減できる利点を有している。
更に本発明中で特に使用される芳香族ポリイミド及び芳
香族ポリアミドイミド等は、耐久性、耐熱性、耐薬品
性、耐湿熱性等が優れており、混合ガスの脱湿を長期間
安定的に実施することができる。
香族ポリアミドイミド等は、耐久性、耐熱性、耐薬品
性、耐湿熱性等が優れており、混合ガスの脱湿を長期間
安定的に実施することができる。
本発明による混合ガスの脱湿装置は、原料ガスの供給部
入口孔と脱湿された製品ガスの出口孔及び選択透過性を
有する分離膜によって該供給原料ガスと分離した透過ガ
スの出口孔からなり、水蒸気を含有する混合ガスを加圧
下で該供給部の入口に供給し、透過ガス側を減圧に保持
し該透過ガス側より水分の多くなったガスを取り出し、
原料ガス中の水分を脱湿する方法よりなる。
入口孔と脱湿された製品ガスの出口孔及び選択透過性を
有する分離膜によって該供給原料ガスと分離した透過ガ
スの出口孔からなり、水蒸気を含有する混合ガスを加圧
下で該供給部の入口に供給し、透過ガス側を減圧に保持
し該透過ガス側より水分の多くなったガスを取り出し、
原料ガス中の水分を脱湿する方法よりなる。
水蒸気の透過速度（QH2O）が2.5×10-3cm3（STP）/cm2,
sec,cmHg未満、あるいはメタンの透過速度（QCH4）が１
×10-7cm3（STP）/cm2,sec,cmHg未満であると脱湿に要
する膜面積が著しく増加するため好ましくない。
sec,cmHg未満、あるいはメタンの透過速度（QCH4）が１
×10-7cm3（STP）/cm2,sec,cmHg未満であると脱湿に要
する膜面積が著しく増加するため好ましくない。
又メタンの透過速度が2.5×10-5cm3（STP）/cm2,sec,cm
Hgを越える場合、あるいは水蒸気選択透過性（QH2O/QCH
4）が500未満であると、原料メタンガスに対するメタン
ロスが増加するため経済性の面で著しく不利となる。
Hgを越える場合、あるいは水蒸気選択透過性（QH2O/QCH
4）が500未満であると、原料メタンガスに対するメタン
ロスが増加するため経済性の面で著しく不利となる。
更に分離膜に供給される原料ガスの圧力が20Kg/cm2未
満、あるいは透過側の圧力が20cmHgを越える場合には、
水蒸気透過の駆動力となる水蒸気分圧の差が小さく、水
蒸気の透過速度が小さくなり、製品の水分含量を低減さ
せるには膜面積を増大させなければならず不利である。
満、あるいは透過側の圧力が20cmHgを越える場合には、
水蒸気透過の駆動力となる水蒸気分圧の差が小さく、水
蒸気の透過速度が小さくなり、製品の水分含量を低減さ
せるには膜面積を増大させなければならず不利である。
又透過側の圧力が0.5cmHg未満では、真空装置の容量、
動力、重量等の生産コストが増加するために好ましくな
い。
動力、重量等の生産コストが増加するために好ましくな
い。
以上の理由から、本発明は水蒸気の透過速度が2.5×10
-3cm3（STP）/cm2,sec,cmHg以上、好ましくは５×10-3c
m3（STP）/cm2,sec,cmHg以上、メタンの透過速度が1.0
×10-7〜2.5×10-5cm3（STP）/cm2,sec,cmHg、好ましく
は５×10-7〜１×10-5cm3（STP）/cm2,sec,cmHg、特に
好ましくは１×10-6〜１×10-5cm3（STP）/cm2,sec,cmH
g、水蒸気とメタンの透過速度比QH2O/QCH4で示される水
蒸気選択透過性が500以上好ましくは1000以上、最も好
ましくは2000以上の分離膜が使用される。
-3cm3（STP）/cm2,sec,cmHg以上、好ましくは５×10-3c
m3（STP）/cm2,sec,cmHg以上、メタンの透過速度が1.0
×10-7〜2.5×10-5cm3（STP）/cm2,sec,cmHg、好ましく
は５×10-7〜１×10-5cm3（STP）/cm2,sec,cmHg、特に
好ましくは１×10-6〜１×10-5cm3（STP）/cm2,sec,cmH
g、水蒸気とメタンの透過速度比QH2O/QCH4で示される水
蒸気選択透過性が500以上好ましくは1000以上、最も好
ましくは2000以上の分離膜が使用される。
更に膜に供給される原料ガスの圧力は20Kg/cm2以上好ま
しくは40Kg/cm2以上、膜の透過圧力は0.5〜20cmHg好ま
しくは１〜10cmHg、最も好ましくは１〜5cmHgである。
しくは40Kg/cm2以上、膜の透過圧力は0.5〜20cmHg好ま
しくは１〜10cmHg、最も好ましくは１〜5cmHgである。
本発明で２次側（透過側）を減圧させるための装置の容
量を低減させるためには、減圧装置の前で透過ガス中の
水蒸気を熱交換器を通して冷媒で冷却し、凝縮させるこ
とが好ましい。
量を低減させるためには、減圧装置の前で透過ガス中の
水蒸気を熱交換器を通して冷媒で冷却し、凝縮させるこ
とが好ましい。
更に脱湿装置の分離膜モジュールの数は、混合ガスの処
理量、及び原料ガス・製品ガスの水分濃度及び１次側圧
力、２次側圧力等の脱湿条件によって任意に決められる
ものであるが、数段以上のモジュールを直列に並べて使
用することが好ましい。
理量、及び原料ガス・製品ガスの水分濃度及び１次側圧
力、２次側圧力等の脱湿条件によって任意に決められる
ものであるが、数段以上のモジュールを直列に並べて使
用することが好ましい。
この場合において１段での脱湿量は供給ガスの水分量に
対して3/4〜1/6になるように膜面積を設定することが水
蒸気の透過流量を高めるうえで好ましい。
対して3/4〜1/6になるように膜面積を設定することが水
蒸気の透過流量を高めるうえで好ましい。
本発明に用いられる高分子膜は、本発明の透過性能を満
たしていればどのような高分子膜を用いてもよく、ポリ
イミド、ポリアミドイミド、ポリエーテル、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドが用いられる。
更に耐熱性、耐薬品性、機械的強度が優れ、かつ溶媒可
溶性である芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミドイミ
ド、ポリフェニレンオキサイド等が好ましい。
たしていればどのような高分子膜を用いてもよく、ポリ
イミド、ポリアミドイミド、ポリエーテル、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドが用いられる。
更に耐熱性、耐薬品性、機械的強度が優れ、かつ溶媒可
溶性である芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミドイミ
ド、ポリフェニレンオキサイド等が好ましい。
高分子膜の形状としては平膜状、チューブ状、スパイラ
ル状、中空糸状の膜のいずれでもよいが、特に単位体積
当りの膜面積が大きい中空糸状膜が工業的に有利であ
る。
ル状、中空糸状の膜のいずれでもよいが、特に単位体積
当りの膜面積が大きい中空糸状膜が工業的に有利であ
る。
膜厚は小さい程透過速度が大きくなり有利であり、薄膜
化は湿式製膜法によって製膜される、いわゆる非対称膜
又は支持体に分離層となる薄膜をコーテングした複合膜
によって達成される。
化は湿式製膜法によって製膜される、いわゆる非対称膜
又は支持体に分離層となる薄膜をコーテングした複合膜
によって達成される。
したがって、本発明の膜は中空糸状の非対称膜又は複合
膜が特に好ましい。
膜が特に好ましい。
水の透過係数が１×10-7cm3（STP）・cm/cm2,sec,cmHg
以上である高分子重合体としてはポリイミド、ポリアミ
ドイミド、ポリジメチルフェニレンオキサイド、ポリブ
タジェン、エチルセルロース、硝酸セルロース、ポリカ
ーボネート、ポリエチルメタアクリレート、ポリスチレ
ン、ポリアミノウレタン共重合体、可溶性ポリアミド等
が挙げられる。
以上である高分子重合体としてはポリイミド、ポリアミ
ドイミド、ポリジメチルフェニレンオキサイド、ポリブ
タジェン、エチルセルロース、硝酸セルロース、ポリカ
ーボネート、ポリエチルメタアクリレート、ポリスチレ
ン、ポリアミノウレタン共重合体、可溶性ポリアミド等
が挙げられる。
製膜としては、非対称中空糸膜は、ポリマー濃度10〜40
％の溶液から成るドープ液を中空糸状に紡糸し、次いで
凝固液に浸漬し凝固膜を形成しその凝固膜から溶媒、凝
固液を洗浄し充分に乾燥して形成する製膜方法により行
うことができる。
％の溶液から成るドープ液を中空糸状に紡糸し、次いで
凝固液に浸漬し凝固膜を形成しその凝固膜から溶媒、凝
固液を洗浄し充分に乾燥して形成する製膜方法により行
うことができる。
特に好ましい複合中空糸分離膜としてはポリイミド、ポ
リアミドイミドを湿式法で製造した非対称型多孔中空糸
膜に水蒸気の透過係数PH2Oが５×10-7cm3（STP）・cm/c
m2,sec,cmHg以上でPH2O/PCH4≧500からなるポリオキシ
ジメチルフェニレン、エチルセルロース、可溶性ポリア
ミド、ポリイミド等の希薄溶液を塗布し乾燥された複合
中空糸分離膜が挙げられる。
リアミドイミドを湿式法で製造した非対称型多孔中空糸
膜に水蒸気の透過係数PH2Oが５×10-7cm3（STP）・cm/c
m2,sec,cmHg以上でPH2O/PCH4≧500からなるポリオキシ
ジメチルフェニレン、エチルセルロース、可溶性ポリア
ミド、ポリイミド等の希薄溶液を塗布し乾燥された複合
中空糸分離膜が挙げられる。
従来提案されている膜による脱湿方法では、実施例等で
示されている様に水蒸気を含有する混合ガスを膜と接触
させることにより製品の水分濃度は低減することが出来
るが、膜面積当りの混合ガスの処理量が小さく、ガス処
理量の大きな工業界では膜面積が著しく大きくなり設備
が大規模となる。
示されている様に水蒸気を含有する混合ガスを膜と接触
させることにより製品の水分濃度は低減することが出来
るが、膜面積当りの混合ガスの処理量が小さく、ガス処
理量の大きな工業界では膜面積が著しく大きくなり設備
が大規模となる。
又混合ガス中の有用な製品（例えばメタンガス）のロス
が大きく経済性の点より工業化されていない。
が大きく経済性の点より工業化されていない。
本発明による脱湿方法によって膜面積の大巾な低減、処
理量の大巾な増大及び有用な製品のロスの大巾な削減が
可能となり、例えば天然ガスの現行の脱湿方法として採
用されているグリコール吸収法に比べ、優れた経済性を
有するため、混合ガス中の水蒸気の脱室の用途に広く工
業界に期待されるものである。
理量の大巾な増大及び有用な製品のロスの大巾な削減が
可能となり、例えば天然ガスの現行の脱湿方法として採
用されているグリコール吸収法に比べ、優れた経済性を
有するため、混合ガス中の水蒸気の脱室の用途に広く工
業界に期待されるものである。
以下実施例によって更に詳細に説明するが、本発明は実
施例によって何ら制限されるものではない。
施例によって何ら制限されるものではない。
製造参考例１ 米国特許第3708458号の実施例４中に述べられている手
順に準拠し3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸無水物と80モル％のトリレンジイソシアネート（2,
4−異性体約80モル％と2,6−異性体約20モル％の混合
物）及び20モル％の4,4′−ジフェニルメタンジイソシ
アナートを含む混合物より共重合ポリイミドを重合し
た。重合溶媒はN,N′−ジメチルホルムアミドを使用し
樹脂濃度25重量％のコポリイミド溶液を得た。
順に準拠し3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸無水物と80モル％のトリレンジイソシアネート（2,
4−異性体約80モル％と2,6−異性体約20モル％の混合
物）及び20モル％の4,4′−ジフェニルメタンジイソシ
アナートを含む混合物より共重合ポリイミドを重合し
た。重合溶媒はN,N′−ジメチルホルムアミドを使用し
樹脂濃度25重量％のコポリイミド溶液を得た。
製造参考例２ 中空糸製造用ノズルから製造参考例１で得られたコポリ
イミド溶液を一定流量で押出し同時に中空糸の中心部に
芯ガスとして空気を一定流量で押出し直接水からなる30
℃の凝固浴中に導き、一定速度で連続的に引き取りカセ
に巻きとった。この後水中に浸漬し、一昼夜乾燥した。
この中空糸を100℃で30分乾燥し、さらに225℃で30分乾
燥した。中空糸の内径は310μ、外径は730μであった。
イミド溶液を一定流量で押出し同時に中空糸の中心部に
芯ガスとして空気を一定流量で押出し直接水からなる30
℃の凝固浴中に導き、一定速度で連続的に引き取りカセ
に巻きとった。この後水中に浸漬し、一昼夜乾燥した。
この中空糸を100℃で30分乾燥し、さらに225℃で30分乾
燥した。中空糸の内径は310μ、外径は730μであった。
製造参考例３ 中空糸の内部に送入する芯液を水とし、乾燥温度を250
℃とした以外は製造参考例２と同一条件で中空糸分離膜
を製造した。
℃とした以外は製造参考例２と同一条件で中空糸分離膜
を製造した。
製造参考例４ 凝固浴の温度を20℃とし、乾燥温度を300℃とした以外
は製造参考例２と同一条件で中空糸分離膜を製造した。
は製造参考例２と同一条件で中空糸分離膜を製造した。
製造参考例５ 製造参考例１で製造された共重合ポリイミド溶液をN,N
ジメチルホルムアミドで17重量％ポリイミド溶液に調整
した。この溶液を用いて製造参考例２と同様に中空糸を
紡糸した後、100℃の熱水中に15分浸漬処理を行った後
１昼夜乾燥後100℃で30分間乾燥し200℃より300℃まで
昇温し30分間熱処理した。この中空糸をポリオキシジメ
チルフェニレン１重量％のトルエン溶液中に１分間浸漬
し、風乾後250℃で30分間乾燥を行い、コポリイミド複
合膜を製造した。
ジメチルホルムアミドで17重量％ポリイミド溶液に調整
した。この溶液を用いて製造参考例２と同様に中空糸を
紡糸した後、100℃の熱水中に15分浸漬処理を行った後
１昼夜乾燥後100℃で30分間乾燥し200℃より300℃まで
昇温し30分間熱処理した。この中空糸をポリオキシジメ
チルフェニレン１重量％のトルエン溶液中に１分間浸漬
し、風乾後250℃で30分間乾燥を行い、コポリイミド複
合膜を製造した。
製造参考例６ 製造参考例２で製造された中空糸を製造参考例１で重合
したポリイミド溶液10部にジメチルホルムアミド／ジオ
キサンを30/70（重量比）の割合で混合した溶媒75部を
添加したポリイミド希薄溶液に１分間浸漬し風乾後275
℃で30分間乾燥しコポリイミド複合膜を製造した。
したポリイミド溶液10部にジメチルホルムアミド／ジオ
キサンを30/70（重量比）の割合で混合した溶媒75部を
添加したポリイミド希薄溶液に１分間浸漬し風乾後275
℃で30分間乾燥しコポリイミド複合膜を製造した。
製造参考例７ 中空糸製造用ノズルから製造参考例１で得られたコポリ
イミド溶液を一定流量で押し出し、同時に中空糸の中心
部に芯液として水とジメチルホルムアミドを50/50（重
量比）の割合で混合した液を一定流量で押し出し形成さ
れた中空糸を12cmのエアギャップをとって一定速度で連
続的に引き取りながら水から成る凝固水に導き浸漬した
のち、更に水中で洗浄した。この後一昼夜風乾した後10
0℃で30分間乾燥し200℃より300℃まで13分間昇温後、3
00℃で17分間熱処理した。得られた中空糸は、外径690
μ、内径325μであった。
イミド溶液を一定流量で押し出し、同時に中空糸の中心
部に芯液として水とジメチルホルムアミドを50/50（重
量比）の割合で混合した液を一定流量で押し出し形成さ
れた中空糸を12cmのエアギャップをとって一定速度で連
続的に引き取りながら水から成る凝固水に導き浸漬した
のち、更に水中で洗浄した。この後一昼夜風乾した後10
0℃で30分間乾燥し200℃より300℃まで13分間昇温後、3
00℃で17分間熱処理した。得られた中空糸は、外径690
μ、内径325μであった。
製造参考例８ 製造参考例３で製造された中空糸を用いて、310℃で乾
燥した以外は、製造参考例６と同一条件でコポリイミド
複合膜を製造した。
燥した以外は、製造参考例６と同一条件でコポリイミド
複合膜を製造した。
製造参考例９ 芯液組成として水／ジメチルホルムアミドを25/75（重
量比）、エヤギャップを30cm、及び熱処理温度を375℃
とした以外は製造参考例５と同一条件で中空糸分離膜を
製造した。
量比）、エヤギャップを30cm、及び熱処理温度を375℃
とした以外は製造参考例５と同一条件で中空糸分離膜を
製造した。
参考例 ガス透過性能テスト 製造参考例２〜９で得られた中空糸分離膜をそれぞれエ
ポキシ樹脂で結束し30cm2の中空糸モジュールを製作し
た。１次側（供給側）を80℃100％の水蒸気雰囲気下に
し、２次側（透過側）を1mmHgの真空度になるように真
空ポンプで吸引し、透過した水蒸気を液体窒素にてトラ
ップを冷却し捕集して水蒸気透過速度（QH2O）を算出し
た。
ポキシ樹脂で結束し30cm2の中空糸モジュールを製作し
た。１次側（供給側）を80℃100％の水蒸気雰囲気下に
し、２次側（透過側）を1mmHgの真空度になるように真
空ポンプで吸引し、透過した水蒸気を液体窒素にてトラ
ップを冷却し捕集して水蒸気透過速度（QH2O）を算出し
た。
メタンの透過速度（QCH4）は、１次側に30℃2Kg/cm2の
メタンガスを流し、２次側を大気圧にし、メタンの透過
量より算出した。
メタンガスを流し、２次側を大気圧にし、メタンの透過
量より算出した。
結果を表−１に示す。
メタンの脱水評価方法 製造参考例２〜９で製造された中空糸分離膜をそれぞれ
エポキシ樹脂で結束し約100cm2の中空糸モジュールを製
作した。
エポキシ樹脂で結束し約100cm2の中空糸モジュールを製
作した。
中空糸モジュールの１次側に大気圧以上の圧力で水分を
含むメタンガスを75（Ｎ/min）流通し、１次側圧以下
（減圧）にし、膜の脱水性のテストを行った。
含むメタンガスを75（Ｎ/min）流通し、１次側圧以下
（減圧）にし、膜の脱水性のテストを行った。
原料及び製品（膜に沿って流れ脱水された１次側メタン
ガス）の水分量はカール・フィッシャー水分計（三菱化
成（株）製CA−03型）で測定し、又透過した水蒸気は液
体窒素で捕集し、原料、製品の水分濃度、水の透過速度
（N.c.c./min）を算出した。
ガス）の水分量はカール・フィッシャー水分計（三菱化
成（株）製CA−03型）で測定し、又透過した水蒸気は液
体窒素で捕集し、原料、製品の水分濃度、水の透過速度
（N.c.c./min）を算出した。
メタンの透過速度（N.c.c./min）は２次側を大気圧下、
メタンの透過量を測定した。２次側を減圧で行うテスト
においては、メタンの透過速度（N.c.c./min）は差圧に
て換算し求めた。
メタンの透過量を測定した。２次側を減圧で行うテスト
においては、メタンの透過速度（N.c.c./min）は差圧に
て換算し求めた。
原料のメタンが膜を透過することによって生じた脱水さ
れた原料（製品）の損失の尺度としてメタンの透過速度
JCH4（c.c./min）／水の透過速度JH2O（c.c./min）を用
いた。
れた原料（製品）の損失の尺度としてメタンの透過速度
JCH4（c.c./min）／水の透過速度JH2O（c.c./min）を用
いた。
小さい膜面積で、かつ、有用な製品の損失を少なくし、
回収率の高い経済的な脱湿プロセスとするためには水の
透過速度が大きくしかもメタンの透過速度／水の透過速
度が小さい程有利となる。
回収率の高い経済的な脱湿プロセスとするためには水の
透過速度が大きくしかもメタンの透過速度／水の透過速
度が小さい程有利となる。
実施例１−９ 製造参考例２の中空糸分離膜を用いて表−２の脱湿条件
で脱湿を行ない、前記脱湿評価方法に従って透過水分量
（水の透過速度）、製品水分濃度、製品ロス（JCH4/JH2
O）を測定した。その結果を表−２に示す。
で脱湿を行ない、前記脱湿評価方法に従って透過水分量
（水の透過速度）、製品水分濃度、製品ロス（JCH4/JH2
O）を測定した。その結果を表−２に示す。
比較例１〜６ 実施例１〜９と同じ中空糸を用いて、表−２の脱湿条件
で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能を測定し、そ
の結果を表−２に示す。
で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能を測定し、そ
の結果を表−２に示す。
実施例10〜11 製造参考例３の中空糸分離膜を用いて表−３の脱湿条件
で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能を測定した。
で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能を測定した。
比較例７〜９ 実施例10〜11と同じ中空糸分離膜を用いて表−３の脱湿
条件で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能を測定し
た。
条件で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能を測定し
た。
これらの結果を表−３に示す。
実施例12〜13 製造参考例４の中空糸分離膜を用いて表−４の脱湿条件
で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能を測定した。
で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能を測定した。
比較例10〜12 実施例12〜13の中空糸分離膜を用いて表−４の脱湿条件
で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能を測定した。
で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能を測定した。
これらの結果を表−４に示す。
実施例14〜15 製造参考例５の複合中空糸分離膜を用いて表−５の脱湿
条件で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能を測定し
た。
条件で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能を測定し
た。
比較例13〜15 実施例14〜15の複合中空糸分離膜を用いて表−５の脱湿
条件で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能を測定し
た。
条件で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能を測定し
た。
これらの結果を表−５に示す。
比較例16〜26 製造参考例６、７、８、９の中空糸分離膜を用いて表−
６の脱湿条件で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能
を測定し、その結果を表−６に示す。
６の脱湿条件で実施例１〜９と同様にメタンの脱湿性能
を測定し、その結果を表−６に示す。
Claims (4)
- 【請求項１】水蒸気を含有する気体から高分子膜を用い
て水蒸気を分離する脱湿方法において、該高分子膜の水
蒸気の透過速度（QH2O）が2.5×10-3cm3（STP）/cm2,se
c,cmHg以上、メタンの透過速度（QCH4）が１×10-7〜2.
5×10-5cm3（STP）/cm2,sec,cmHgかつ水蒸気の選択分離
性能（QH2O/QCH4）が500以上であって膜の一方である供
給側の水蒸気を含有する気体の圧力が20kg/cm2以上であ
り、もう一方の透過側の圧力が0.5cmHg〜20cmHgに保持
されていることを特徴とする脱湿方法。 - 【請求項２】高分子膜が、芳香族ポリイミド，芳香族ポ
リアミドイミド及び芳香族ポリエーテルから選択された
非対称構造を有する中空糸膜であることを特徴とする請
求項１に記載の脱湿方法。 - 【請求項３】高分子膜が、その上に水の透過係数が１×
10-7cm3（STP）・cm/cm2,sec,cmHg以上である高分子重
合体層を５μ以下に設けてなる複合中空糸分離膜である
ことを特徴とする請求項１に記載の脱湿方法。 - 【請求項４】高分子膜のQH2Oが５×10-3cm3（STP）/c
m2,sec,cmHg以上、QCH4が１×10-6〜1.0×10-5cm3（ST
P）/cm2,sec,cmHgかつQH2O/QCH4が1500〜25000であるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の脱
湿方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63252756A JPH0763579B2 (ja) | 1988-10-06 | 1988-10-06 | 脱湿方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63252756A JPH0763579B2 (ja) | 1988-10-06 | 1988-10-06 | 脱湿方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0299114A JPH0299114A (ja) | 1990-04-11 |
| JPH0763579B2 true JPH0763579B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=17241852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63252756A Expired - Fee Related JPH0763579B2 (ja) | 1988-10-06 | 1988-10-06 | 脱湿方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763579B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1118371B1 (en) * | 2000-01-19 | 2007-04-11 | Ube Industries, Ltd. | Gas separation membrane and its use |
| JP2002289229A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-10-04 | Nok Corp | 加湿器およびその使用方法 |
| JP2002289228A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-10-04 | Nok Corp | 加湿器およびその使用方法 |
| JP2009095829A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-05-07 | Orion Mach Co Ltd | 水分離中空繊維および水分離フィルタ |
| JP5553699B2 (ja) * | 2010-07-14 | 2014-07-16 | ユニチカ株式会社 | ポリアミド透湿膜及びその製造方法 |
| JP2014024025A (ja) * | 2012-07-27 | 2014-02-06 | Ube Ind Ltd | 除湿システムおよび乾燥空気の製造方法 |
| JP7135296B2 (ja) * | 2017-10-27 | 2022-09-13 | Ｕｂｅ株式会社 | ガス分離膜 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6391122A (ja) * | 1986-10-04 | 1988-04-21 | Mitsubishi Kasei Corp | 水蒸気の分離方法 |
| JPS63236517A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-10-03 | Ube Ind Ltd | 混合ガスの除湿方法 |
| JPH01194927A (ja) * | 1988-01-27 | 1989-08-04 | Japan Gore Tex Inc | 水蒸気選択透過膜 |
-
1988
- 1988-10-06 JP JP63252756A patent/JPH0763579B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0299114A (ja) | 1990-04-11 |
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Legal Events
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